量子计算优越性

在量子计算中，量子优越性或量子优势是指证明一个可编程的量子设备可以在任何可行的时间内解决任何经典计算机无法解决的问题（无论问题的有用性如何）的目标。

从概念上讲，量子优越性包括建造强大的量子计算机的工程任务和计算复杂性理论任务，即找到一个可以由该量子计算机解决的问题，并且比该任务的最佳已知或可能的经典算法具有超多项式的速度。

这个术语是物理学家普雷斯基 (John Preskill) 在2012年创造的，但是量子计算优势的概念，特别是模拟量子系统的概念，可以追溯到尤里·曼宁(Yuri Manin 1980) 和理查德·费曼 (Richard Feynman 1981)的量子计算建议。

证明量子优越性的提议的例子包括亚伦森 (Aaronson) 和阿尔希波夫 (Arkhipov) 的玻色子采样提议，D-Wave的专门受挫的集群循环问题，以及随机量子电路的输出采样。

量子优越性的一个显著特性是它可以由近期的量子计算机可行地实现，因为它不要求量子计算机执行任何有用的任务或使用高质量的量子纠错，这两者都是长期目标。

因此，研究人员认为量子至上主要是一个科学目标，对量子计算的未来商业可行性的直接影响相对较小。

由于经典计算机和算法的不可预测的可能改进，量子优越性可能是暂时的或不稳定的。

1936年，艾伦-图灵发表了他的论文《论可计算数》，以回应1900年的希尔伯特问题。图灵的论文描述了他所谓的 "通用计算机"，后来被称为图灵机。

1980年，保罗-贝尼奥夫利用图灵机的论文，提出了量子计算的理论可行性。他的论文《作为物理系统的计算机：图灵机所代表的计算机的微观量子力学哈密尔顿模型》首次证明，只要耗散的能量是任意小的，就有可能显示量子计算的可逆性。

1981年，理查德-费曼（Richard Feynman）表明，量子力学无法在经典设备上模拟。在一次演讲中，他说了一句名言："大自然不是经典的，该死的，如果你想对大自然进行模拟，你xxx让它成为量子力学，天哪，这是一个奇妙的问题，因为它看起来并不那么容易。"

此后不久，大卫-多伊奇制作了一个量子图灵机的描述，并设计了一个在量子计算机上运行的算法。

1994年，彼得-肖尔制定了肖尔的算法，精简了一种在多项式时间内对整数进行因式分解的方法，从而在量子至上方面取得了进一步进展。

后来在1995年，克里斯托弗-门罗和大卫-温兰发表了他们的论文《基本量子逻辑门的演示》，标志着量子逻辑门的首次演示，特别是两位控制-NOT。

1996年，洛夫·葛罗佛 (Lov Grover) 在他的论文 "一种用于数据库搜索的快速量子力学算法 (A fast quantum mechanical algorithm for database search) "中发表了他的算法--葛罗佛运算法则 (Grover/s Algorithm)，从而启动了对制造量子计算机的兴趣。

1998年，乔纳森·琼斯 (Jonathan A. Jones) 和摩斯卡 (Michele Mosca) 发表了《在核磁共振量子计算机上解决Deutsch s问题的量子算法的实现》，标志着量子算法的首次展示。

2000年，从第 一台5比特核磁共振计算机（2000年）、Shor定理的演示（2001年）和Deutsch算法在集群量子计算机中的实现（2007年），在量子至上方面取得了巨大的进展。

2011年，D-Wave系统公司成为第 一家商业化销售量子计算机的公司。

2012年，物理学家徐南阳通过使用改进的绝热因式分解算法对143进行分解，取得了一项里程碑式的成就。在这项成就之后不久，谷歌购买了其第 一台量子计算机。

谷歌曾宣布计划在2017年底前用49个超导量子比特的阵列来证明量子的优越性。

2018年1月初，英特尔宣布了一项类似的硬件计划。

2017年10月，IBM在一台经典的超级计算机上演示了56个量子比特的模拟，从而提高了建立量子至上的计算能力。